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三相PWM整流器的滑模控制和反馈线性化

发布时间:2019-09-10 21:37
【摘要】:建立了同步旋转坐标系下的三相电压型脉宽调制(PWM)整流器的非线性数学模型,针对常规的控制策略动态性能较差的特点,提出一种该坐标系下的电压外环滑模控制算法,电流内环采用状态反馈精确线性化控制策略。进而给出了整流器的硬件设计,实验结果表明样机输入电流正弦,直流电压稳定,功率因数高,且具有良好的动、静态性能,验证了该控制策略的正确性和有效性。
【图文】:

电路原理图,三相电压型PWM整流器,电路原理


experimentalplatformresultsshowthatthePWMrectifierhassi?nusoidalinputcurent,stabledirectcurrentvoltageandhighpowerfactor.Inaddition,thesystemhasgooddynamicandstaticperformance,andthecorrectnessandeffectivenessofthecontrolstrategyareverified.Keywords:rectifier;pulsewidthmodulation;sliding-modecontrol;feedbacklinearization1引言 0e,a.^ |k针对三相电压型PWM整流器非线性模型和 _c解耦控制问题,建立了同步旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器仿射非线性模型,提出对电 图1三相电压型PWM整流器电路原理压外环懫用滑模变结构控制、电流内环采用状态Fig.1Principleofthree-phasevoltage-typePWMrectifiercircuit反馈精确线性化方法的控制策略。该控制方法既实 —nil^现了PWM整流器无功、有功功率的解耦控制,又 二增加了系统鲁棒性’从而精确实现了PWM整流 e?+eb+ec=0, (2)器输入功岕数校正和输出直流侧电压调节。2三相电压型脉宽调制整流器数学模型理后可得:图1为三相电压型整流器电路原理。ek(k=a, [LdiJdt=-Ri-(2Sa-Sb-Sc)UJ3+e^b,c)为各相电压;4为各相电流;A为直流侧负载; ,icWdi=-/?K-Sa+25b-SJfV3+eb(3)C为直流电容;为电感等效参数;为直流侧 Ht/dt-/^-(-Sa-Sb+2S。)t4/3+?电压;/。为负载电流。设交流侧为三相对称交流电源,,开关函数St=l时,上桥臂开关管导通;St=0时’ 将式(3)变换到两相同步旋转d,q坐标系中,下桥臂开关管导通;则可得其状态方程为【1]: ^轴与电网电压空间矢量方向一致,其数学模型为:Ldik/dt=-Rik-(UkN+Um)+ek UiJAt^-RiJL+a)iq-uJL+eJLCdf/dl/d(=Saja+Sbib+S(ic-/0 ?di^-RiJL-coij-uJL+e./L (4) [dUJdt=

波形,波形,方案,短路


第48卷第11期电力电子技术 Vol.48,No.112014年11月PowerElectronics November2014对比图3a,b参数如表1所示,采用三级变电5结论阻方案时,米勒平台,续时间短’IGBT进入= mGBT在不同工作状态下进行动态分析,在,的0^短U通比图3二U数^ IE常开通和短路开通时采取不同的变电阻^u通ifS-S方案,通过实验验证了该变电阻开通方案的可行下^1‘Jf 性。该方案具有三级变电阻开通的优势,且不影响I对比图3!,f多数如表3所不,说^所fe方案在检榐路时IGBT的开通特性,在II类短路时的开测II类时,通特性基本相同’在工程实践中具有-定的实用性。通时?上升快,在检测到短路时?相对于两级变电阻方案的?较高,故i。的最大值相对略大。参考文献表1正吊开通时参数比较 [1]PJGrbovic.AnIGBTGateDriverforFeed-forwardCon-Table1Parameterscomparedwhennormalturn-on ?i/?tt,D niFT1troloi1urn-onLossesandKeverseKecoveryL.urrent[JJ.开通延迟ic上升及米米勒平台后进 IEEETrans,onPowerElectronics,2008,23(2):643-652.时间勒平台时间入饱和区时间 [2]ChenLihua,FZPeng.ClosedLoopGateDriveforHigh两级变电阻方案1.5卜s44fis PowerIGBTs[A].Twenty-fourthAnnualIEEEAPECE[C].所提变电阻方案1.5 3.5fis 3 2009?1331-1337表2I类短路时参数比较 [3]WangZhiqiang,ShiXiaojie,XueYang,etal.AGateTable2ParameterscomparedwhenshortcircuitI DriveCircuitofHighPowerIGBTsforImprovedTurn- onCharacteristicsUnderHardSwitchingConditions[A]._i。*力值_IEEE13thWorkshoponControlandModelingforPow-两级变电阻方案3岬6kA2.9kV V6腿变电阻方案3叫6kA2.9kV erElec
【作者单位】: 华南理工大学 电力学院;
【分类号】:TM461

【参考文献】

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